Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!

Гидравлический расчет каналов мелиоративной сети

s₁— коэффициент, учитывающий снижение максимального расхода воды в залесенных бассейнах;

s₂— коэффициент, учитывающий снижение максимального расхода воды в заболоченных бассейнах;

s₃— коэффициент, учитывающий снижение максимальных расходов воды вследствие распашки водосбора на водотоках с А 200 км²;

A₁— дополнительная площадь водосбора, учитывающая снижение редукции, км²;

n— показатель степени редукции;

h_p%— расчетный слой суммарного весеннего стока ежегодной вероятностью превышения Р%, мм, определяемый в зависимости от величины: среднемноголетнего слоя весеннего стока h_o, коэффициента вариации С_vи отношения С_s/C_v.

Максимальные расходы воды дождевых паводков определяются по формуле предельной интенсивности стока:

Q_p%=q_1%jH¹_1%sl_p%A, (3.12)

где q_1% — максимальный модуль стока ежегодной вероятности превышения Р= 1%, выраженной в долях от произведения jH¹_1% при s=1, определяемый в зависимости от гидроморфометрической характеристики русла Фр исследуемой реки, продолжительности склонового добегания r мин. и района.

s— коэффициент, учитывающий снижение максимального рек, зарегулированных проточными озерами;

l_р%— переходный коэффициент от максимальных мгновенных расходов воды ежегодной вероятностью превышения Р=1%, к максимальным расходам воды другой вероятности превышения.

Определение коэффициентов, входящих в формулы 3.11 и 3.12 проводят по СП 33-101-2003, а также [6, 10] и табл. 9, 10.

Таблица 9 -Коэффициенты автокорреляции для различных районов страны [4]

Район	Коэффициент автокорреляции (I)
Кольский п-ов, Карелия	0.24
Северо-Запад и Север Европейской территории	0.21

б) для предупреждения заиления канала минимальный уклон принимать не менее рассчитанного по формуле А.С. Гришкана: i_min >

, (2.2) где А — коэффициент, зависящий от среднего диаметра частиц грунта и принимается равным: при d< 0,05 мм (суглинки, супеси) — А = 0,33, при d от 0,05 до 0,07 (пески мелкозернистые) — А= 0,44, при d>0,07 (пески средне- и крупнозернистые, гравелистые) — А=0,55; W — площадь поперечного сечения (м²); R — гидравлический радиус (м) канала при пропуске меженного расхода. в) принимать минимальный уклон дна каналов, гидравлически не рассчитываемых, не менее 0,0003. Отметки поверхности по оси канала вычисляют по отметкам горизонталей. Для этого на плане по оси канала (для которого строится профиль) разбивают пикеты через 100 м, начиная от устья канала. Дальше по отметкам горизонталей вычисляют отметки поверхности на каждом пикете с точностью до 0,01 м. Отметки пикетов, расположенных между горизонталями, вычисляют интерполяцией. Построение продольного профиля осушителя или собирателя начинают с вычерчивания на миллиметровой бумаге семи граф шириной 1 см каждая. Название граф помещают слева. Вычисленные и записанные в графу отметки поверхности откладывают в выбранном масштабе вверх от верхней графы (линии). Отметку линии принимают с таким расчетом, чтобы ординаты профиля имели высоту 6 — 12 см. После того, как отметки всех пикетов отложены, полученные точки соединяют прямыми линиями и строят продольный профиль поверхности канала. Затем проектируют дно канала, которое по возможности должно иметь по всей длине одинаковый уклон, т.е. надо стремиться как можно меньше менять уклон дна. В то же время важно, чтобы глубина на отдельных пикетах поверхности меньше отличалась от установленной проектной глубины. При наиболее простом случае проектирования (один уклон дна) в устье канала (нулевой пикет) и вверху (на последнем пике

те канала) от отметки поверхности откладывают глубину канала, полученные точки соединяют прямой линией и определяют уклон дна. При малом и однообразном уклоне поверхности глубину канала в устье увеличивают, а в верхнем конце несколько уменьшают по сравнению с проектной глубиной, чтобы довести уклон дна до допустимого. Если профиль поверхности по оси канала резко меняется по длине, то его разбивают на несколько частей и для каждой проектируют с разными уклонами. После проведения линии дна вычисляют отметки дна. Отметки определяют с точностью до 0,01 м, а уклоны — до двух значащих цифр. Отметки дна на крайних пикетах (или точках перегиба) определяют вычитая из отметок поверхности глубину канала. На остальных пикетах отметки дна вычисляются. Для этого уклон дна умножают на величину расстояния между пикетами и полученное превышение прибавляют к отметке предыдущего пикета. По разности отметок поверхности земли и дна канала определяют глубины каналов по всем промежуточным пикетам. Если при этом окажется, что на отдельных сечениях глубина канала будет меньше минимальной, то изменяют положение линии дна в сторону углубления канала. Если уклон больше допустимого, то уменьшают глубину канала в устье и несколько увеличивают глубину канала в его верхней части. На продольном профиле собирателя (магистрального канала) показывают отметки устьев дна впадающих осушителей (собирателей). Линию дна проводят ниже отметок устьев осушителей на величину бытового горизонта воды. При очень больших уклонах поверхности земли по оси канала проектируют перепады в виде вертикальных стенок (уступов) высотой до 1 м или быстротоки в виде наклонных лотков с уклоном 0,1. Перепады и быстротоки крепят плетнем, жердями, досками, бетоном и др. Рекомендуется продольный профиль вычерчивать тушью: проектные линии (дно канала, отметки и уклоны дна и глубина канала) — красным, воды — синим, а все остальное — черным. 3 Определение расходов воды по СП 33-101-2003 Цель занятий — освоить методику выполнения гидрологических расчетов по действующему нормативному документу.

k — переходный коэффициент от склонового стока к суммарному в русле реки; l_p%— переходный коэффициент от поправки в средние по водности годы к поправкам в годы более редкой повторяемости. Нахождение отмеченных показателей приведено в Пособии [6]. Для районов с карстовыми явлениями и площадью водосбора свыше 500 км² в расчетное значение h_p%, определенное по формуле: h_p%= h K_p%,(3.8) вводится поправка на карст [4, 6]. Модульный коэффициент заданной обеспеченности Кр % определяют по таблице трехпараметрического гамма-распределения на основе значений коэффициента вариации снимаемого с карты Пособия [6] с учетом вводимых в него поправок. Формулы для определения объема годового стока по модулю и слою стока: W_p% = 31,5 ×10³ ×q_p% ×A, (3.9); W_p% = 10³×h_p%×A, (3.10) 3.2 Определение максимальных расходов воды Максимальные расходы за период весеннего половодья определяют по формуле: Q = K_oh_p%mss₁s₂s₃A/(A+A₁)ⁿ₁_, (3.11) где K_o— параметр, характеризующий дружность весеннего половодья; m— коэффициент, учитывающий неравенство статистических параметров слоя стока и максимальных расходов воды; s— коэффициент, учитывающий влияние водохранилищ, прудов и проточных озер;

Cредняя взвешенная озерность водосбора при наличии озер на водосборе	Коэффициент снижения слоя стока весеннего половодья
в нижней части	в верхней части
0 — 8.6	0 — 2.8	0.9 — 0.8
8.7 — 19.5	2.9 — 6.4	0.8 — 0.6
19.5	6.4	0.6

Для водосборов с залесенностью, отличающейся от средней зональной, вводится поправочный коэффициент К_л(табл. 8), который определяется по соотношению f _А/f_А.р

Здесь f_А — залесенность расчетного водосбора, %;

f _А.р — районное значение залесенности.

Таблица 8 - Поправочный коэффициент К_л

f_А /f_Ар	0.6	0.8	1.0	1.2	1.4	1.6	2.0
	Для рек I группы — уменьшение стока под влиянием леса
Кл	1.2	1.1	1.0	0.9	0.8	0.7	0.6
	Для рек II группы — увеличение стока под влиянием леса
Кл	0.8	0.9	1.0	1.1	1.2	1.3	1.6

Примечание. Для рек I группы характерно преимущество хвойных пород в лесном сообществе, относительно глубокое (более 5 м) залегание грунтовых вод под лесом, а также чередование безлесных участков с суглинистыми почвами и леса на песчаных, супесчаных почвогрунтах и отсутствие многолетней мерзлоты в районе.

Средний слой стока с заданного водосбора весеннего половодья в большинстве случаев определяется по формуле

h = h_o K_AK_iK_л, (3.6)

В районах лесостепной и степной зон в вычисленные значения среднего слоя стока половодья вводится поправка на агротехнику Dh_p%, определяемую по формуле:

Dh_p% = , (3.7)

где DY — уменьшение слоя весеннего стока, %;

Материальное обеспечение занятий — СП 33-101-2003, задание с характеристиками водосборов. 3.1 Общие положения и расчетные формулы для определения объема стока. Определение расчетных гидрологических характеристик должно основываться на данных гидрометеорологических наблюдений, опубликованных в официальных документах государственного комитета по гидрометеорологии и контролю окружающей среды в области гидрологии, а при необходимости — на дополнительном учете данных инженерно-гидрометеорологических изысканий. При определении расчетных гидрологических характеристик применяют следующие приемы расчетов: а) при наличии данных гидрометрических наблюдений — непосредственно по этим данным; б) при недостаточности данных гидрометрических наблюдений — приведением их к многолетнему периоду по данным рек аналогов с более длительными рядами наблюдений; в) при отсутствии данных гидрометрических наблюдений — по формулам с применением данных о реках аналогов и картам, основанным на совокупности данных наблюдений всей сети гидрометрических станций и постов данного района или более обширной территории, Определение расчетных гидрологических характеристик по приему “а” основано на построении эмпирической и теоретической кривой обеспеченности, с которых снимаются характеристики заданной обеспеченности. Определение расчетных гидрологических характеристик по приему “б” основано на удлинении имеющегося ряда наблюдений за счет рек аналогов с применением парной и множественной регрессии. Этот прием требует каталога данных по рекам аналогам и в учебных целях применяется только при выполнении УИРС. Для малых водотоков широко определяется нахождение гидрологических характеристик по приему “В”. При проектировании гидрологических сооружений наиболее часто приходиться определять объем годового стока, объем стока талых вод и объем стока дождевых паводков. Для этого необходимо знать норму стока соответствующего периода. Норму стока определяют:

1. Путем прямолинейной интерполяции с использованием опорных пунктов; 2. По картам изолиний годового стока; 3. По районным зависимостям годового стока от определяющих его факторов; 4. По уравнению водного баланса. На практических занятиях годовую норму стока (модуль стока) снимают с карты. С карты пособия снимают и норму стока талых вод (слой стока). Слой стока дождевых паводков определяют через коэффициент стока и слой осадков по формуле:

, (3.1) где: y(r_б = 150 мин.)

относительная интенсивность осадков, принимаемых для водосборов площадью менее 1 км² степной и лесостепной зон по приложению 23 СП. Для других водосборов значение Y (r_б=150 мин) принимается равным единице. l_p% — переходный коэффициент от слоев дождевого стока вероятностью превышения Р= 1% к слоям дождевого стока другой вероятности, определяемый по приложению 29 СП или положению МУ. j — сборный коэффициент стока; H¹₁% — максимальный суточный слой осадков вероятностью превышения Р=1.0. Сборный коэффициент стока j определяют по формуле:

(3.2) где C₂ — эмпирический коэффициент, принимаемый для лесной и тундровой зон равным 1.2; для остальных природных зон — 1.3; j_o— сборный коэффициент стока для водосбора с площадью 10 км² и средним уклоном 50% определяется по приложению 24 СНиПа или по МУ. n₆— коэффициент, равный 0,07 для лесотундры и лесной зоны, а для остальных природных зон — 0,11; n₅— коэффициент, зависящий от механического состава почв и их типа. Средний слой стока половодья, снятый с карты пособия, вводят поправки, учитывающие местные факторы (площадь водо

сбора, уклон водосбора, озерность, заселенность, распаханность), отличающихся от зональных. Площадь водосбора учитывается через поправку на редукцию слоя стока половодья по табл. 6 для степной и полупустынной зон. Таблица 6 - Поправочные коэффициенты b значения среднего многолетнего слоя весеннего стока h_о для степной и полупустынной зон

h_о, мм	Площадь водосбора, см²

	1.8	1.5	1.3	1.0
	1.6	1.3	1.2	1.0
	1.4	1.2	1.1	1.0
	1.2	1.1	1.0	1.0

Для других зон размеры поправок устанавливаются по региональной зависимости h_о =f(A). По (3.1) коэффициент на площадь (К_А) находится по формуле:

К_А= 2.2043 — 0.2195h_o — 0.00028А, (3.3)

где h_o— слой стока половодья, снимаемый с карты МУ.

Коэффициент, учитывающий уклон водосбора K_i, применяется в расчетах только для лесостепной, степной и полупустынных зон и определяется по формулам:

К_i = 0.18 (i_g +1)^0.45, (3.4)

К_i = 0.15 (i_g +1)^0.80, (3.5)

где i_g — уклон водосбора, %.

По формуле (3.4) поправка вводится для лесостепной зоны с уклоном склонов более 70% (при уклонах склонов < 70% поправка на уклон не учитывается).

По формуле (3.5) рассчитывается поправка для степной и полупустынных зон.

Коэффициент, учитывающий влияние озерности на слой стока талых вод, вводят при озерности водосбора более 3% с учетом расположения их на водосборе (табл. 7)

Таблица 7 - Коэффициент снижения слоя стока половодья при

наличии озер на водосборе

⇐ Предыдущая 1 23

Воспользуйтесь поиском по сайту: